植物蛋白质的提取和加工技术(20210201150920)

1、去1觞料和芋发白虚廉糾的特憧植物蛋白质的提取和加工技术蛋白质是人类生命活动的重要物质基础。随着世界人口的不断增长，蛋白质供给出现了严重不足。为 了解决这一问题，世界各国尤其是不发达国家和地区，积极采取措施，试图从可以得到的食物中获得有营 养和廉价的蛋白质。在世界范围的蛋白质资源供给中，大部分为植物蛋白，占蛋白质总量的70，而动物蛋白仅占 30。另外，具有经济性、营养性、功能性等优点的植物蛋白在建立健康的饮食结构方面所起的 作用也越来越受人们重视。本章将着重介绍各种植物蛋白的特点和相关的利用技术。第一节 植物蛋白质的基本特征食品中的蛋白质具有 3 个方面的特性，既营养性、加工特性及有益于人体健康

2、的功能特性。 蛋白质的营养价值，主要是取决于其所含必需氨基酸是否平衡。一般来说，动物蛋白质中的必需氨基 酸比较平衡，而植物蛋白往往是赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量相对不足。谷物蛋白一般缺乏赖 氨酸，而油料蛋白主要是蛋氨酸不足。例如小麦蛋白主要是赖氨酸和苏氨酸不足；玉米蛋白主要是色氨酸 和赖氨酸不足；棉子蛋白主要是蛋氨酸不足；花生蛋白主要是缺乏蛋氨酸；大豆蛋白除蛋氨酸和半胱氨酸 含量稍低于FAO（联合国粮农组织）推荐值外，氨基酸组成基本平衡，接近于全价蛋白，是仅次于动物蛋白 的理想蛋白质资源。加工特性主要是指食品在加工过程中和加工后所表现出的物理性质，如物料或制品的保水性、 乳化性、弹性和

3、黏结性等。这些物性指标是进行食品品质评价的重要内容。植物性蛋白质，特别是油料蛋白质具有 较好的加工特性，既可以单独制成食品，也可以与蔬菜或肉类等相组合加工成各种各样的食品。它们在加 工过程中，赋予制品保水性和保型性，防止加热调理收缩变形，使制品有较好的物性品质。动物性蛋白质主要来源于肉、鱼、奶、蛋等食物，这些食物一方面由于价格较贵，另一方面由于肉制 品含有较多的易导致心血管疾病的饱和脂肪酸和胆固醇，因而不利于健康。而来源于植物的蛋白质虽然有 的缺少某种氨基酸，但可同其他食物配合食用，使营养效果互相补充。而且植物性蛋白质食物如大豆，不 但不含胆固醇，而且还会降低人体中的胆固醇，减少心血管疾病的发

4、病率，因此大豆蛋白比动物蛋白质更 具有保健的特性。营养学家认为， 从食物中按比例平衡摄取这两类蛋白质是比较理想的。 植物蛋白质与动物蛋白质以 2：1 配合， 对居住在温带的人最好。 年龄不同， 其比例有所不同， 小孩以 1：1 为宜， 青壮年以 65 ：35 为宜， 老人以 80： 20 最好。第二节 植物蛋白的种类及性质一、油料种子蛋白质油料种子主要包括大豆、花生、芝麻、油菜子、向日葵、棉子、红花、椰子等。其中大豆、油菜子产 量最大，各种油料种子的蛋白质特性如表91 所示。有关大豆蛋白质的性质见后述1 花生蛋白质 花生在世界各地均有生产，产量以印度、中国、美国为首。它不仅可作为零食食用，而且

5、还是重要的 榨油原料。花生渣饼和大豆豆粕一样，除可用于家畜的饲料外，还可以制造脱脂花生粉、浓缩花生蛋白、 分离花生蛋白等。但需注意的是饼渣用于饲料时，易混入强致癌性物质黄曲霉毒素。由于此种物质随着霉 的产生而形成，所以花生饼粕在处理时要避免污染，防止黄曲霉的生长和毒素产生。种星加T丄旳回超（时第）管养冋腿应f佈胶fl榛氏押：L 化虛利性竽种种史肪甄盘囲的加酒夷胡抑制制冏加珂賃 酒八比乩軌回M宀花生醉闍恰*撰稅远性、抵注 性fit少印度带解tt怅引宪汁性儒龍以晞左申醉完金葩戍曲蕪f門生零冉因干致甲状腺取詢馬的慣活.品种改屢醪頑琶用酸静E均 第選门含埔咼向口堆fi耳少抽子牝中性飙竝酸申礁溥， 机酸

6、性議堆鵲甲沼耕. 机乾特性低产冷莓性物质橹r甫品种 庇4価热火活7M酸中野解难以餘去苦帐曲井科敢駕忡檢誣腹倉吐少乳化性野纵轲標去1埶卑観氏齟分 离蚩白症）赖惡锻，吉曲幫烈 巔含蜀少花生含26%29%蛋白质，其中球蛋白占 90%，其余为清蛋白。花生球蛋白的性质如表9 2所示。花生蛋白可分为花生球蛋白、伴花生球蛋白I和伴花生球蛋白H,等电点均在pH值4. 5附近。由花生加工得到蛋白粉制品多为白色，且风味极佳，尤其是溶解性高，黏度低，具有一定的热稳定性和发泡性，可 用于制造饮料及面包。在日本和印度，利用脱脂花生粉可做成类似豆腐的片状制品、麦片及花生乳等。寰 10-2花生封（蛊白前性质颅H伴业生球爭白

7、1伴亚生球菱白I机抚论懺堀舛tl+n匪）0摇丹砂庭玄艷眩以r含试70J5h弊离均结订禹r亚宣玮1U1L臨-A万13 7j1- 7 JS15万 毎万2- 5万孑片 玉5万 3 C11 ri 7J T-a- 8 7?二午2芝麻蛋白质芝麻产于中国、印度等亚洲国家和非洲，具有独特的风味。皮占种子的15%20%，约含油45 %,蛋白质20%，其中富含甲硫氨酸，赖氨酸含量相对不足。蛋白质的85%为球蛋白，由a 一球蛋白质和B一球蛋白质组成，两者比例为4: 1,均为13s，相对分子质量约 30万。芝麻蛋白质溶解性低，其功能性利用受到一定限制。因为芝麻含有2%3%的草酸，所以要食用芝麻脱脂物，必须重新脱皮。脱

8、皮后，蛋白质的相对含量约增加 60 %，且口感好。3油菜子蛋白质加拿大与印度是油菜子的主要产地。油菜子颗粒小，含有40%45%油脂和20%25%蛋白质。蛋白质中的大部分为12s球蛋白，相对分子质量约 30万。与大豆球蛋白相似，含有酸性和碱性亚基。在植物 蛋白质中，油菜子蛋白的营养价值最高，没有限制性氨基酸，特别是含有许多在大豆中含量不足的含硫氨 基酸。以油菜子的脱脂物为原料可加工浓缩蛋白。蛋白质在提取、分离等加工过程中，易受到加热变性的影响，使蛋白质溶解度降低，不能形成胶体，但该种蛋白质制品具有很好的保水性与持油性，因而可应用于 红肠等畜肉制品的加工。此外，经分离得到的变性少的蛋白质，其乳化性

9、、发泡性、凝胶形成性均很好。4向日葵蛋白质向日葵是俄罗斯和欧洲一些国家重要的油脂原料，也是世界食用油生产量较大的一种。向日葵脱脂物 的加工利用，关键是去除向日葵中的石炭酸以及高效率地去除种子的外皮。在向日葵脱脂物中含有3%3.5 %石炭酸，因此在加工过程中，会因pH值的不同，而产生黄绿色色变。向日葵中70%80%蛋白质由具有盐溶性的球蛋白构成。从营养角度来看，向日葵蛋白的赖氨酸含量少，是营养上的限制因子。向日葵蛋白质不易形成凝胶，但具有优良的起泡性和发泡稳定性。并且向日葵的脱脂物具有很好的组 织形成性，利用挤压成型机，能制成组织状向日葵蛋白制品，但不足之处是产品的外观颜色较灰暗。5棉子蛋白质棉

10、子中约含20%蛋白质，是较丰富的蛋白质资源。可是其中含有棉子酚这一毒性物质，使得它在食品和饲料的利用方面受到限制。棉子酚可通过育种或采取适当的加工技术去除。棉子的氨基酸组成中，赖氨酸、蛋氨酸含量较少。由棉子脱脂粉加工的蛋白质具有在酸性条件下易溶 的特性，因此该蛋白质制品适用于制作酸性饮料；又因其在中性环境中难溶，机能特性很少，也常被利用 于制面包和点心。6红花蛋白质在很早以前红花色素作为食品着色剂被应用于食品加工。红花种子的1/2为外皮。除去外皮部分的40%为脂肪，15%19 %为蛋白质，20%25%为纤维。用70%80%酒精处理，提取出具有苦味的成 分和导致腹泻的物质。红花种子蛋白质的必需氨

11、基酸中赖氨酸含量不足。该蛋白质有与棉子蛋白质相似的性质，即在酸性环 境中也能溶解，因此用于酸性饮料的制作。在机能特性方面，它具有起泡性，它还能部分地代替面粉，用 于面包。二、豆类蛋白质1豆类蛋白质的特征豆类中含有的储藏蛋白几乎都存在于蛋白质体中。蛋白质体中的80%左右是蛋白质，除此之外，还有大量的植酸钙镁盐。储藏蛋白的主要功能是为发芽的种子提供生长发育的营养，目前尚未发现储藏蛋白质 的生理活性。一般来说，豆类蛋白质中谷氨酸、天门冬氨酸等酸性氨基酸含量较多，而碱性氨基酸含量较 少，因此豆类中等电点偏向弱酸性的蛋白质含量多。豆类中的主要蛋白质是球蛋白，从其类似性来划分，可分为豆球蛋白和伴豆球蛋白两

12、种，两者共占蛋 白质总含量的80%左右。其性质如表9 一 3所示。除此之外，还含有2S球蛋白质，植物凝集素，清蛋白质。 各种豆类的豆球蛋白和伴豆球蛋白的沉降系数和相对分子质量如表9-4所示。a i(i 3更英雷龍球彊目馆分竟项日豆球氏白项日豆球强白伴豆球蛍白苗万5万?*- 8 MSH - 5S Sfl.勢少易懈A 10 4和借豆嘛董自分子12. 2s7. 9bID- 31乩斷34-014” 2ll-4s32- 815. 0就豆I2-.枷30山i尺豆11 834.015-1亚豆12.32. 1712豆球蛋白豆球蛋白是豆科植物种子中具有代表性的蛋白质。如表10-4所示，分子质量约 35X 104u

13、,是伴豆球蛋白的1倍以上。豆类球蛋白的主要特征是含有谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸。与伴豆球蛋白相比，豆球 蛋白的含硫氨基酸较多，含糖的蛋白质较少。豆球蛋白由多个亚基组成。在亚基之间凭借侧链上的氨基酸之间的相互作用，如共价结合、疏水作用以及双硫键等形成更稳定的高级结构。如大豆球蛋白质，1IS组分具有酸性亚基 A(acidic subunit) 和碱性亚基B(basic subunit)两种亚基，两种亚基之间以 s s键结合形成中间体。豆球蛋白凭借 S-S键桥形 成了坚固的构形，因此显示出低溶解性，以及一定的热稳定性。3伴豆球蛋白伴豆球蛋白与豆球蛋白一起，构成了豆类球蛋白，相对分子质量为15万20万

14、。氨基酸含量与豆球蛋白相同，谷氨酸和天门冬氨酸较多，可是与豆球蛋白相比，含硫氨基酸较少，糖含量高。与豆球蛋白相同，含有酸性和碱性亚基，但未形成中间体，由于含硫氨基酸较少，其间不形成SS键。多数的伴豆球蛋白由 3个亚基构成，亚基问通过非共价键相结合。它与大豆的B伴大豆球蛋白相似，糖蛋白含量较多。与大豆相同，扁豆和蚕豆的伴豆球蛋白也是糖蛋白。三、谷类蛋白质1谷类蛋白质的一般特性谷类蛋白质的特征如表95所示。谷类中的蛋白质不溶于水或盐溶液，其主要成分分为能溶解于酒精的醇溶蛋白和能溶解于碱溶液的谷蛋白。醇溶蛋白含量最多的是黍类植物。玉米、黍子种子蛋白质中含有 50%60%醇溶蛋白，30%45%谷蛋白。

15、醇溶蛋白储存在蛋白质体中，而谷蛋白在蛋白质体的内外均有分布。小麦、大麦、黑麦等禾谷类作物种子的蛋白质中，醇溶蛋白与谷蛋白的含量基本相同，为30%50%。在种子灌浆成熟过程中，这些蛋白质存在于蛋白质体中，一旦种子成熟后，蛋白质体消失，蛋白质便存在 于种子的胚乳中。農10-5卷快中的程白加含与构成皿佥滴爭口质球诣白眩占rw小査】讣一153SJ1U1尊14旷-1050忌 r 1(J抽fSr性1 占15113吃113E大麦和稻米的蛋白质以能溶解于碱性溶液的谷蛋白为主要成分。在稻谷中，它作为一种储存蛋白质存 在于内胚乳的蛋白质体中。养麦种子中的蛋白质，以具有水溶性和盐溶性的蛋白为主要成分。虽然养麦不 属

16、于禾本科作物，但因为其性质与用途与谷类相似，所以在食品学中，养麦被纳入谷类之中。2各种谷类蛋白质小麦约含有13%蛋白质，构成面筋的麦胶蛋白和麦谷蛋白是小麦子粒中的主要蛋白质。1 ）麦胶蛋白小麦麦胶蛋白是粮食中最重要的蛋白质之一，它与麦谷蛋白一起构成面粉中的面筋质。其相对分子质 量为27 OOCH28 000，等电点为pH值6. 47. 1。它溶解于中等浓度的乙醇 （在60%70%乙醇中溶解 度最大），而不溶于无水乙醇。在稀甲醇、丙醇、苯、醇溶液和酚对甲苯、冰醋酸溶液中都能溶解，也能 在弱酸和弱碱溶液中溶解。小麦麦胶蛋白含有17 . 7%氮素，水解时能生成大量的氨、 谷氨酸、脯氨酸及少量的组氨酸

17、和精氨酸。 小麦蛋白质的氨基酸组成见表10 6。从表10 6可以看出，小麦麦胶蛋白氨基酸组成相当完全，其中谷氨酸的含量高达38. 87%，因此也常用小麦面筋制取味精（谷氨酸钠）。2 ）麦谷蛋白小麦面筋蛋白质的另一个主要构成成分是麦谷蛋白，它不溶于水和酒精。麦谷蛋白与麦胶蛋白结合在 一起很难分离，稍溶于热的稀乙醇中，但冷却后便成絮状而沉淀。只有新制得的尚未干燥的麦谷蛋白才非 常容易溶解在弱碱和弱酸中，并在中和时又沉淀出来。麦谷蛋白与麦胶蛋白在氨基酸组成上非常相似（表96） , 2种蛋白相比较麦谷蛋白含较多的赖氨酸、甘氨酸、色氨酸、精氨酸、酪氨酸、苏氨酸、天门冬氨酸、丝氨酸和丙氨酸的含量也略为高些

18、。麦胶蛋白 的脯氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、谷氨酸含量都比麦谷蛋白高，蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸及组氨 酸的含量没有大的差异。赛上O （S少奏罢白质前氨基筋鱸成中拳米飜白质姦胶圉白爱行蛋白层膳僵白乳03. 4- S13- 7+7. 0C 1乩號1 L ,147. S2-1厶1. S3. 5缶S1-43E. C乩-972r 371. 9苏氢戕和03-163. 11一2.71.0! 10” 712. 0r. o二04.24. J24. 246- 1A, 25. C4,5S.52W，7K3. R3礼R2.61乙fil31. EU氛A甘熬醴a册4 Q-I4. A2”饷5, 7T4. M色7氣辫乩据4

19、WS-3-t3-Q2- 232. 3S2. A32-J3 733- 551-33337156 734. 013.30.站3. TRM. 13 ）麦清蛋白小麦子粒中还含有 0. 3%0. 4%麦清蛋白，等电点为 pH值4. 54. 6。虽然在整个子粒中的含量 不多，但它在胚里的含量则占全于物的10%以上。其物理性质和水解产物类似于动物性蛋白质。氨基酸组成上亮氨酸含量较高（表96）。4 ）面筋小麦中蛋白质的重要特征是在调制面团时蛋白质形成面筋。面筋的含量和质量决定了面粉的加工特性和面粉制品的品质。 当小麦面团在水中揉洗的时候， 它的一部分淀粉粒和麸皮微粒脱离面团成为悬浮状态，另一部分溶解于水中，剩

20、余部分为块状的胶皮状物，称之为面筋。小麦面筋的质量和数量，主要与小麦粉 中蛋白质的含量、构成及性质有关。对洗净的小麦面筋的化学分析证明，面筋是多种蛋白质聚合物，还含有少量的淀粉、纤维素、脂肪和矿物质。面筋的干物质按面粉品质的不同含70%80%蛋白质。其成分大致如下：麦胶蛋白 4302%脂肪 280%麦谷蛋白 39 10%糖 2 13%其他蛋白质 441%淀粉 6 45%面筋的氨基酸组成 （表 9一 6）中，除了亮氨酸、蛋氨酸、胱氨酸和色氨酸外，其余的必需氨基酸均达 不到世界卫生组织（wH0）推荐的标准，特别是严重缺乏赖氨酸。因此，小麦粉蛋白质属于不完全蛋白质。 其生物价仅为 67，不但远比动物

21、性食品低，而且也低于大米等蛋白质。但由于小麦粉的蛋白质含量高，可 通过摄取量弥补质上的不足。据测定，小麦蛋白质总的营养价值仍高于大米等谷物。四、螺旋藻蛋白 螺旋藻是最近被食品界较为关注的蛋白质源。它是一种外观为蓝绿色、螺旋状单细胞水生植物。生物 学家和营养学家长期研究认为，螺旋藻是最具有潜力生产单细胞蛋白质的藻类。螺旋藻营养价值高，其蛋 白质含量高达 70% ，所含氨基酸种类又比较理想， 是人和动物所必需的赖氨酸、 苏氨酸，含量也相当丰富。 螺旋藻细胞壁极薄，易消化，消化率可达 80%。螺旋藻除可作食品、食品添加剂、饲料外，还可作为医药 原料。现在市场上有许多螺旋藻保健品和添加了螺旋藻的食品。

22、第三节 大豆蛋白质一、大豆蛋白质的特点大豆起源于我国，在栽培、加工利用方面有着悠久的历史。大豆在颜色上分为黄大豆、绿大豆、黑大 豆、褐大豆及双色大豆，大豆是它们的统称，但一般指黄大豆，俗称黄豆，是我国十大粮食作物之一，也 是四大油料作物之一。自古以来，东方大豆被加工成豆腐、腐乳、酱油、纳豆等各种食品。自20世纪 70年代始，大豆作为优质廉价的蛋白质资源得到了广泛重视，用大豆开发了许多新型大豆制品，大豆的应用 范围正在不断扩大。大豆的主要成分是蛋白质和脂肪， 两者占整个大豆成分的 60%以上。 大豆的蛋白质含量丰富， 一般在 40%左右。按蛋白质 40%计算， 1 kg 大豆的蛋白质含量相当于

23、23 kg 猪瘦肉或 2 kg 牛瘦肉中的蛋白含 量，所以被誉为“绿色牛乳”、“植物肉”。另外，现代营养学研究证实，大豆蛋白质具有降低胆固醇、 减少心血管病发生的功效，由大豆蛋白质调制的多肽具有促进营养吸收和降血脂作用。大豆含有的皂甙、 异黄酮等生理活性成分具有抗氧化、防衰老、提高免疫力、促进钙吸收等功能。因此，无论在人口不断增 长的发展中国家，还是在西方发达国家，大豆在解决蛋白质供给不足和改善饮食模式及膳食结构中的营养 平衡等问题上都占有重要的位置。大豆蛋白中含有的氨基酸，尤其是必需氨基酸含量接近FACX WH啲推荐模式，与其他植物 （ 如谷类 ） 蛋白相比，大豆蛋白中赖氨酸含量最高，很适合

24、添加到谷类食品中弥补谷物 中的赖氨酸的不足。大豆中蛋氨酸含量较低，根据用大鼠所做的营养实验，过去一直认为大豆蛋白质的营 养价值仅为动物蛋白质的 75% 80%，蛋氨酸是大豆蛋白的限制性氨基酸。但最近的研究表明，若按蛋白 质消化率校正氨基酸评分（PDCAAS相比较，大豆蛋白质的分值与牛奶、 鸡蛋白的蛋白质相当，而高于牛肉、 杂豆等其他蛋白质 （表 97）。表不Fifths白质泊比琨駁正釵基離阳釵：常riA -XPTKZAASFDCAAS大它笊21n, 92 -Q, 93牛肉崖白虞山32CC1. tin朵“脱脂奶粉全養Hl；25大豆中的蛋白质主要是球蛋白，占大豆总蛋白量的80%90%,也含有少量的

25、清蛋白。大豆球蛋白在水中呈乳状液。在加入酸、熟石膏 (CaSQ )或盐卤(主要成分为氯化镁)的情况下，大豆球蛋白粒子周围的 水化膜遭到破坏，且粒子带的负电荷被中和，粒子之间失去相互静电排斥作用，从而蛋白质粒子之间相互 结合形成网络结构或凝聚沉淀。各种豆腐、大豆分离蛋白等加工就是基于此原理。此外，在食品工业中， 还利用大豆氨基酸平衡性好，谷氨酰胺含量丰富的特点，调制水解大豆蛋白或氨基酸用于酱油、快餐面、 调味料等生产或对食品进行营养强化。二、大豆蛋白质的结构和性质1大豆蛋白质的结构1 ) 分类大豆成分中含量最多，并在食品加工中起重要作用的是蛋白质，约占种子的40%。主要储藏在大豆子叶蛋白体内。将

26、大豆或脱脂大豆用水提取，约有90%的蛋白质可被提取出来。通过超速离心分析，这部分蛋白质可分为2s, 7s, 11s , 15s 4种组分(s为沉降系数)。提取的蛋白质水溶液调至pH值4. 54. 8,约有75%的蛋白质因达到等电点而沉淀下来，所以这部分蛋白质被称为酸沉淀蛋白质或大豆球蛋白 (globuli n)。在用酸沉法除去大豆球蛋白后，上清中蛋白质统称为大豆乳清蛋白(whey protei n)，其主要成分有胰蛋白酶抑制剂 (trypsin inhibitor)、红细胞凝血素(hemagglutinin, HA)、脂肪氧化酶(Lipoxidase) 、3 淀粉酶(B-amylase)、磷酸

27、酶(phosphatase)、植酸酶(phytase)、细胞色素 c(cytochrome C)等。其中上述的2s成分中就混有大量的胰蛋白酶抑制剂。2s球蛋白是这些胰蛋白质酶抑制剂的主要成分。大豆球蛋白的主要成分是11s大豆球蛋白和7sB 一伴大豆球蛋白，两者总量占大豆球蛋白的70 %，两者的比例根据品种的不同略有差异。最近研究表明，大豆球蛋白15s在氨基酸组成上与11s完全相同，是11s的复合体(Wolf , 1995)。上述的离心沉降分析中，无论是lls还是7s都是具有相同沉降系数的混合物。若从以抗原抗体反应为基础的免疫学角度分类，大豆 蛋白可分为大豆球蛋白(glycinin) 、a -、

28、3 -、r-伴大豆球蛋白(a -、3 -、r-conglycinin)4 种成分(表9-8)。从表可以看出 B-伴大豆球蛋白和大豆球蛋白相当于7s和lls，两者为大豆蛋白的70%。枸戏蛋白Itl淸学成徐13. S15ia mo-yh 吠&羊卅球菠白27. 534丄閃叙iO-左2贞昭丫一件瑋贾白JOH OQ0 1 50 勺5711-玮萤白们* 9球蛋门弘1fro X)| A.甘牺炸 Hi.丽粘情存輩吶轉乘MtW-S 如- iff帯背疗隊卫养哂糧秦 2r血花処硏圈1 0-2 3OW浓琳霜白碣土卢H喪涼辐圉首先将低温脱溶豆粕经风机吸人集料器，再经螺旋运输机送人酒精洗涤罐中进行洗涤。洗涤罐有2只,内装

29、有摆动式搅拌器，可轮流使用。每次装低温粕的同时按料液比1: 7的比例由酒精泵从暂存罐内吸入60%65%的酒精。操作温度 50C，搅拌30 min。每个生产周期为1h。洗涤过程中，可溶性糖分、灰分及一些微量组分便溶解于酒精中。为尽量减少蛋白质损失，选60%65%酒精，因这时的蛋白质 NSI仅为9%,低于任何浓度的酒精。洗涤后，从罐中将蛋白质淤浆物由泵送入管式超速离心机中进行分离，分离出固形物和酒精溶液。分 离出来的酒精要回收进行再利用，分离出来的酒精糖溶液首先被送入一效蒸发器中进行初步浓缩，再由泵送人二效蒸发器中进一步蒸除酒精，其操作真空度66. 773. 3 kPa，温度80C。最后浓缩糖浆由

30、二效蒸发器底部排出，另作它用。从一效、二效蒸发分离器出来的酒精流入浓酒精暂存罐中，通过泵送人工作 温度为82. 5C酒精蒸馏塔中蒸馏，一方面制取浓酒精，另一方面脱除酒精中的不良气味。从离心机中分出的浆状物进入二次洗涤罐，以80%90%的酒精洗涤。研究报道，用95%热酒精洗涤，可使蛋白质具有较好气味、氮溶指数（NSI）和色泽。一次洗涤后泵人内装搅拌器的二次洗涤罐，在温度70C的条件下进行二次洗涤30min。经过两次洗涤后的淤浆物，经由泵送入真空干燥器上的暂存罐中，经闸门阀流入卧式真空干燥器进行脱水干燥，脱水时间6090min，真空度77.3kPa ,工作温度80C。2 ）稀酸浓缩蛋白质生产工艺采

31、用稀酸法生产浓缩蛋白质的方法也有多种，下面简要介绍其中一种。稀酸浓缩蛋白质生产法的流程见图9-3 ,欢 iC從压门I -1P_ I C-l I - JI-L? 一学C !C T-l p-4 u-lP P-：*T-L 矗Hl T-a.盛亦挠馳 T-：+. J*水冼陋 T-C,即和 c-l. 菠洙仃高乩C-2. 欢水読外褥机 匚亠二底厭扯介曲枇黑娥辅生苹 讣二衆秋城选系f s.戕常箱為車 r芥峯章霜慣融 n i, 悚坍圍詹墜浓麗金台质生产工艺邀程因生产时，先将通过100目的低温脱溶豆粕粉加入酸洗罐中，加入10倍质量的水搅拌均匀后，加入37%的盐酸，调节pH值至4. 5,搅拌1 h，这时大部分蛋白质

32、沉析，粗纤维形成浆状物。一部分可溶性糖、灰分及低分子蛋白质形成乳清，而浆状物送人碟式离心机中进行液固分离。固态浆 状物流人一次水洗罐内，在此连续加水洗涤，然后经泵注入第二部碟式离心机中分离脱水。浆状物流人二 次水洗罐中进行二次水洗，然后由泵注入第三部碟式离心机中分离废水，浆状物流人中和罐内，加入适量 碱调节pH值为中性，再经泵压入干燥塔中，脱水干燥成成品。以上所有生产设备、管道皆用不锈钢制成。制成的产品可以是酸性浓缩蛋白质液，也可以是加碱中和 （pH值为6. 57. 1）的中性浓缩蛋白液。调节浆液温度为60C，黏度达30 m。/ s时可进行喷雾干燥。2分离蛋白质生产技术分离蛋白质（SPI ,

33、soy protein isolate）是指除去大豆中的油脂、可溶性及不可溶性碳水化合物、灰分等的可溶性大豆蛋白质。提取过程比较复杂，主要包括浸提、除渣、酸沉、分离、解碎、中和、杀菌及 喷雾干燥等工艺。在分离蛋白质的提取工艺中，首先用弱碱溶液浸泡低温脱溶豆粕，使可溶性蛋白质、碳 水化合物等溶解出来，利用离心机除去溶液中不能溶解的纤维及残渣。在已经溶解的蛋白质溶液中，加入 适量的酸液，调节溶液的pH值达到4. 5,使大部分的蛋白质从溶液中沉析出来，这时只有大约 10%的少量蛋白质仍留在溶液中，这部分溶液称为乳清。乳清中除含有少量蛋白外，含有可溶性糖分、灰分以及其 他微量成分。然后将用酸沉析出的蛋

34、白质凝聚体进行破碎、水洗，送人中和罐内，加碱中和溶解成溶液状 态。将蛋白质溶液调节到合适浓度，由高压泵送入加热器中经闪蒸器快速灭菌后，再送人喷雾干燥塔中脱 除水分，制成分离蛋白质。分离蛋白质生产工艺过程见图9 4。分离大豆蛋白质是咼度精制的蛋白质，其蛋白质含量一般在 90%以上，蛋白质的分散度在 80%90%之间，具有较好的功能性质。因此，分离大豆蛋白质作为食品加工助剂有较好的实用价值。卿1.21r工十IF-3 IV 4 井壽笛当品生产工艺扯程3组织蛋白质的制取方法组织蛋白(structured protein)是指蛋白质经加工成型后其分子发生了重新排列，形成具有同方向组织结构的纤维状蛋白。组

35、织蛋白主要工艺过程包括原料粉碎、加水混合、挤压膨化等工艺。膨化的组织蛋白形同瘦肉又具有咀嚼感，所以又称为膨化蛋白或植物蛋 白肉。由于产品的组织化构造与加工中的热处理过程，大豆组织蛋白产品有以下特点：蛋白质呈粒状结构，具有多孔性肉样组织，并有优良的保水性与咀嚼感。适用于各种形状的烹饪食 品、罐头、灌肠、仿真营养肉、盒式营养餐食品等。经过短时高温、高水分与压力条件下的加工，消除 了大豆中所含的胰蛋白酶抑制剂、脲素酶、皂素以及血球凝聚素等多种有害物质的生理活性，显著提高了 蛋白质的吸收消化能力。由于膨化蛋白质变性强烈，产品的PDI(蛋白质分数性指数)值在10%左右，并.且必需氨基酸成分也有一定程度的

36、破坏，据测定分析损失在5. 5%33%之问。膨化时，由于出口处迅速减压喷爆，因而易去除大豆制品中产生不良气味的物质。组织蛋白的生产过程是在挤压膨化机(extruder)里完成的。物料通过膨化机膛内的机械揉合、挤压和高温、高湿作用，改变了蛋白质分子的组织结构，使其成为一种易被人体消化吸收的食品。组织蛋白挤压膨化法(extrusion cooki ng)从设备上有单螺杆膨化机与双螺杆膨化机挤压膨化之分。生产时，将低温脱溶豆粕粉投入喂料器，喂料螺旋输入器将原料不断地输入到预调器内。在预调器中 加入适量水分、营养物质和调味剂等进行配料。预调好的物料送人混合机进行充分的搅拌与混合，形成湿 面团。湿面团再

37、被送入膨化机膛内做进一步的挤压、捏合、加热。在膨化机膛内由于挤压产生的高压、高 温和高湿环境使蛋白质分子产生变化呈融溶状态，在出口处被排出，并膨胀冷却形成长条状产品。由于外 界压力低，蛋白条状物中水分迅速减压蒸发，使产品膨化为多孔状物。该长条状组织蛋白再经切割机切割 形成长短不同的颗粒状膨化蛋白产品。此外，利用高纯度的分离蛋白可制得纤维状蛋白(fibrous prote in)。它是以大豆分离蛋白为原料加入碱调成黏状液，然后使其从小孔中喷出至酸性溶液中，使蛋白质纺丝(spi nning)呈纤维状。这种制品在口感上类似于肉制品，但成本较高。另外，在强碱溶液中有可能有毒性物质赖氨酸衍生物的生成。四

38、、大豆蛋白的应用大豆蛋白由于具有丰富的营养和许多优良的功能特性，因此被广泛地应用于多种食品体系，如肉类食 品、焙烤食品、乳制品、饮料等。其主要特性见表9 10。 J0-10 丈豆彌白制品廉航劝笈特性我* y汁斗心询专逾|新.乩 锻mi虑大耐心商密.制吊r （ ?L I 老、itTlpii（蛋门饮:料H成訂口i駅卍卄：乐心心I幅Mb-坐越水产搭品Y也旅、他卷、踐跋盒計二汨诈鈍丸龟阿III节杠tilL 口 $1 |T?I!可K+T专腿大豆蛋白常用于肉类食品，一方面是由于多数大豆蛋白制品具有乳化性、持水性这一特性，通过结合 肉中的脂肪和水分，减少肉制品在蒸煮加工时造成的损失，改善产品的组织结构。另一

39、方面可以降低生产 成本，同时不影响其营养价值。 所以大豆蛋白应用在肉制品中能满足消费者对产品价格和质量的双重要求。大豆蛋白质的赖氨酸含量较高，把它们添加到各类食品中，不仅能提高产品的蛋白质含量，而且还能 根据氨基酸互补的原理，提高焙烤食品的蛋白质质量，起到营养强化的作用。美国研究者发现，面粉中含 有影响面筋发酵的谷脘，而脱脂豆粉可以将谷脘稀释，有利于面制品中酵母的发酵。同时大豆蛋白中含有 脂肪氧化酶，可分解面粉中的胡萝卜素，使面粉增白，起到面粉漂白作用。大豆蛋白中含有的还原糖可改 善焙烤制品的色泽，增加香味。添加大豆粉的面包在焙烤时可使表面呈现金黄色。另外，由于大豆蛋白具 有较高的吸水性（达2

40、.53倍），面包不易老化和变性， 相对地延长了货架期。 一般添加量为3%5 %。近年来，国内外植物蛋白饮料得到很大发展，除利用全大豆生产各种豆奶类饮料外，也可以以大豆蛋 白为原料生产含大豆成分的乳制品。目前市场上产品有豆牛奶、代牛奶、咖啡伴侣、代奶酪、冰激凌、代 奶油等多种食品。随着我国人民饮食结构的改善和生活水平的不断提高，对食物的营养和保健功能会提出越来越高的要 求。可以预期，大豆蛋白在中国的食品生产中将得到更广泛的重视和利用。第四节油料蛋白质的提取和应用一、花生蛋白质的制取和应用花生蛋白质（花生球蛋白为90%，清蛋白约10%）的营养价值较高，生物价（BV）为58,蛋白效价（PER） 为1

41、 . 7（酪蛋白为2. 5），比面粉（1 . 0）、玉米（1 . 2）高。花生蛋白中赖氨酸含量比大米、小麦、玉米高， 对人体健康特别是对儿童具有较好的维护功能。因此，近年来国内外大量地开展了花生蛋白的食用研究。花生蛋白质的制取一般采用低温预榨一浸出法和低温预榨一水溶提取法。1低温预榨一浸出法将花生仁精选除杂，经烘干调整水分至4%5%后，破碎花生至 24瓣，脱除胚芽（50 %以上）和红衣(脱除率在90%以上)，经粉碎、115 C蒸炒40 min后进行低温预榨，用溶剂正己烷浸出油脂，最后脱除 溶剂并磨碎，过110目筛。这种花生粉除油率达99%，蛋白质含量在 55%以上。2低温预榨一水溶提取法水溶提

42、取法是利用花生蛋白溶于水的特点，将花生仁磨碎，而后用水将油和蛋白分离并除去纤维，可得到用于加工各种食品的低变性花生蛋白。这种方法比溶剂浸出法安全，设备也较简单，出油率可达91%以上，蛋白质提取率可达90%。其生产的工艺流程如图9 一 5所示。花生疔古先帯虫7 充另处琢VS昕菁：恍育皮宰11E討以T /压悴离折诜冊fl MI F汙淀 C和礎L r* . 71油瘵洁诫rH轲门.1蚁下畅质)倉眄化干萄陨ST 10-5 花蛰蛋H旳利取:艺航程著3花生蛋白质的应用(1) 添加剂利用花生蛋白水溶性好、溶解度高以及花生蛋白的香味可生产代乳品、饮料等强化食品， 或单独冲调，或与奶粉等混合冲调饮用，均能形成稳定

43、的胶体溶液，并且有花生特有的风味。在此类制品中花生浓缩蛋白的用量为 10%50%，分离蛋白为5%30%。冰激凌、焙烤食品、儿童食品和健康食品 等一般添加浓缩蛋白 4%10%，分离蛋白2%7%。(2) 吸油保水剂利用花生蛋白的吸水性、保水性、吸油性、乳化性等特性，将花生蛋白添加到火腿、 香肠、法兰克福肠、午餐肉等畜禽肉制品中，可保持肉汁，促进脂肪吸收，使油水界面张力降低，蛋白质 在油滴的表面形成保护层，增强了油滴在肉品中的乳化性及稳定性。因此，加入花生蛋白的制品，组织细 腻，风味口感良好，且富有弹性。(3) 发泡稳定剂花生蛋白粉经酶法或碱法处理后，是很好的发泡剂，可广泛应用于糖果、中西糕点、冰激

44、凌等食品中。例如在充气糖果生产中，加人1%2%的花生蛋白粉，控制温度在35C左右，质量分数25%左右时，同样可以起到蛋白粉或明胶的作用。(4) 花生蛋白肉将脱脂花生粉加水 25%，纯碱0. 7%,食盐1 %，混合均匀，利用挤压膨化方法改变花生蛋白的组织形态，经纺丝集束、挤压喷爆等加工处理，生产模拟畜禽肉使之具有瘦肉感，即为花生 组织蛋白，俗称花生仁蛋白肉。若配以佐料，可制成具有牛肉、猪肉、鸡肉、海鲜等风味的人造食品，成 为餐桌上的美味佳肴。、油菜子蛋白质的制取和应用油菜子在现代工业生产条件下加工时，通常可得到35%40%油，50%55%粕。菜子粕中含有35%45蛋白质，其中可消化蛋白达28左右

45、。花生蛋白的制取工艺流程如图 9一 5所示。菜子蛋白含有大量必需氨基酸和含硫氨基酸，而且氨基酸组分的配比较平衡，其营养品质可与大豆蛋白相媲美。但是菜子粕中含有O 5%5%芥子甙，05 %1. 0%的芥子碱，还有植酸和单宁等对人体和畜、禽生理有毒害作用的物质。菜子粕中的这些有害物质含量较高且难以脱除。因此，去毒处理是合理 利用菜子粕作食用蛋白和饲料蛋白的重要一环。1 油菜子蛋白质的制取工艺油菜子蛋白质的提取有后处理法和前处理法。两种方法的核心是去除菜子中芥子甙和芥子碱等毒性成 分。其中后处理法中有多种方法，且较为常用。1 ）发酵中和法 该工艺的基本原理是芥子苷在适量的水和适宜温度下通过酶水解毒素

46、，产生的挥发性部分在搅动下挥发排除，不挥发部分在烧碱作用下氧化转变成无毒的物质。在发酵池中加入清水， 加温至40C,然后投入粉碎的菜子饼粕进行发酵，饼粕与水之比为1: （374），保持温度在3840C,每隔2 h搅拌1次。芥子苷恢复活性后，被饼粕中的芥子酶水解，形成挥发性 的异硫氰酸酯。16 h后，pH值达3. 8，继续发酵68 h，滤去发酵水，其中大部分芥子甙分解物随水流 去，加清水到原有量，搅拌均匀，经10%碱液NaOH中和（pH值78）后再沉淀2 h滤去废液，所得湿饼粕即为脱毒菜子饼，脱毒率可达90% 985%。如需长期储存，再将其烘干。2 ）碱法脱毒碱法脱毒原理是芥子苷在较高温度和湿度

47、下与碱作用，其分子结构中的硫苷键“一s 一”和硫酸酯的“-C-O 一”键发生水解而断裂生成了硫氨酸酯、异硫氰酸酯、硫化氢等，生成物中的大多数挥发性物质 可随蒸汽逸出，而异硫氰酸酯类化合物和菜子饼粕中的蛋白质结合生成无毒的硫脲型化合物。碱法脱毒的具体做法是把压榨或浸出的脱脂菜子饼粕粉碎，过筛除去粗块，均匀喷洒碱液（纯碱比烧碱效果好 ） ，碱的用量为喷洒前湿饼粕质量的2%3%，控制水分在 18%20%之间，用间接蒸汽预热至80C,保持30 min，再用直接蒸汽蒸、间接蒸汽保温45 min，使温度维持在105110C之间，最后进行烘干，使水分降至 13%以下。此法脱毒率可达 96%以上。3 ） 溶剂

48、浸出法及其他处理法（1）水浸法芥子甙是水溶性物质，采用水洗法简便。把饼粕和水按1 : 4混合后进行保温（38 C左右）,发酵24 h,然后进行过滤，除去滤液后的饼粕再用清水冲洗2次即可做饲料。如用蒸煮和2次水浸结合处理，不仅可除去饼粕中的毒素， 而且可使蛋白质得到改善， 更易于动物的消化。 该法基本上与发酵法类同。（2）有机溶剂浸出法用O. 1 mol/L的NaOH乙醇溶液、85%甲醇溶液以及 70%丙酮水溶液都能有效地除去整粒菜子中的芥子甙。如果先将菜子煮沸2 min，再用碱性乙醇多级浸取效果更好。（3）用酸性溶液浸出法用15%的工业硫酸在 60C下处理6 h，所得粕中不含芥子甙，粕中蛋白质的氨 基酸组成基本不变。溶剂浸出法脱毒比较彻底，但是物质损失较大（15%20%）。几种溶剂提取法中水浸法费用较低，设备简单，适于制取食用菜子蛋白。此外，还有微波处理法和氨处理法。微波处理法钝化了芥子酶。动物肠 道中常会有芥子酶活性的菌类，或其他饲料也可能混有其他十字花科植物的芥子酶，因此仍可能产生有毒 物质。而氨处理法虽然能很好地去除芥子甙，但该方法必须用纯氨水，农用氨水不纯，容易引起污染。2 油菜子蛋白质的应用浓缩菜子蛋白，具有很高的吸水性，达 500% 800%，而大豆蛋白为 400%。因此，这种油菜子浓缩 蛋白可用做食品加工用的添加剂，如用在肉馅、香肠、面包、饼干